Spis treści
Współczynnik COP pompy ciepła, jak również jego odpowiednik – współczynnik SCOP – są jednymi z najważniejszych miar efektywności pompy ciepła. Są to podstawowe miary wydajności pracy pompy ciepła w budynku, wyrażające stosunek ilości dostarczonego ciepła do tego ilości zużytej energii elektrycznej przez pompę ciepła. Analogicznie działa sezonowy współczynnik efektywności SCOP, który określa ten sam stosunek w ujęciu całego sezonu grzewczego. Obliczenie współczynników efektywności dla naszej instalacji grzewczej opartej na pompie ciepła pozwala na lepsze rozpoznanie, czy jest ona wydajna. Oszacowanie współczynnika COP i SCOP może okazać się również pomocne na etapie planowania montażu pompy ciepła – wtedy już na pierwszym etapie budowy instalacji będziemy wstępnie wiedzieli, czy pompa ciepła będzie spełniać nasze zapotrzebowanie.
W poniższym artykule wyjaśniamy jakie znaczenie ma efektywność pomp ciepła, jak obliczyć współczynniki efektywności pompy ciepła i czemu one służą. Zapraszamy do lektury!
Współczynnik efektywności pompy ciepła
Współczynnik wydajności pozwala nam określić, jakie koszty eksploatacji pompy ciepła ponosimy w związku z zasilaniem jednostki oraz ile dają nam poniesione koszty w kontekście ogrzewania domu. Efektywność pompy ciepła zależna jest do wielu zmiennych. Lepszej klasy pompa ciepła będzie notowała wyższy współczynnik efektywności, jednak jeszcze więcej zależy dolnego źródła, z którego pobierana jest energia. Więcej o tym, jak działa pompa ciepła przeczytasz na naszym blogu. Zapraszamy do zapoznania się z treściami.
Współczynnik COP
Współczynnik COP (z ang. Coefficient of Performance) określa ilość zużycia energii elektrycznej w stosunku do ilości energii cieplnej, jaka została wyprodukowana przy danym zużyciu. Stosunek ten określany jest jako sprawność pompy ciepła. Co ważne, COP nie jest wartością stałą. Jego wartość może zmieniać się w zależności od temperatury dolnego źródła energii. Im wyższa wartość współczynnika COP, tym efektywniejsza jest pompa ciepła. Obliczenie współczynnika COP można przedstawić na bazie prostego przykładu. Więcej o powietrznych pompach przeczytasz we wpisie: „Powietrzne pompy ciepła„
Współczynnik COP – przykład obliczenia
Współczynnik COP obliczymy dzieląc ilość ciepła oddawanego przez pompę przez ilość energii elektrycznej potrzebnej do działania urządzenia.
Jeżeli w danym momencie pompa ciepła pobiera energię elektryczną z sieci o mocy 4 kW i przy tej wysokości poboru, produkcja energii cieplnej wynosi 12 kW, to współczynnik COP wynosi 3 (12 kW/3 kW).
W ciągu sezonu grzewczego w Polsce występują znaczne wahania temperatur. W momencie, gdy spadają temperatury z powietrza zewnętrznego, pobór energii elektrycznej z sieci jest większy, a więc rośnie koszt ogrzewania poprzez pompę ciepła. Koszt rośnie wolniej w przypadku gruntowej lub wodnej pompy ciepła, które pobierają energię z podziemi, w których temperatura jest względnie stała. Przyjąć można, że na głębokości 50 metrów temperatura wynosi średnio 10 stopni Celsjusza. Pompa ciepła zasilana jest z dwóch konkretnych źródeł energii: energii elektrycznej i dostarczonej z dolnego źródła. Zależność współczynnika COP od dostarczonej energii cieplnej z dolnego źródła obrazuje przykład:
Pobieramy energię z dolnego źródła ciepła, jakim może być powietrze, woda lub grunt o mocy 7 kW i energię elektryczną z sieci o mocy 2 kW otrzymujemy zapotrzebowanie równe 9 kW. Jest to zapotrzebowanie na ciepło, jakie w danym momencie wyraża nasz budynek. Współczynnik COP w tym przypadku będzie wynosił 4,5 (9 kW/2 kW).
Co się dzieje, gdy temperatura na zewnątrz spada?
Jeżeli temperatura na zewnątrz spada, pompa ciepła pobierze więcej energii z sieci energetycznej, a współczynnik efektywności COP spadnie. W przypadku zapotrzebowania na energię równego 9 kW i energii z dolnego źródła, która wyniesie 6 kW, energia elektryczna pobrana z sieci wyniesie 3 kW. W prosty sposób można zatem obliczyć, że współczynnik COP wyniesie 3 – sprawność pompy ciepła w tym przypadku spada.
Kalkulator pomp ciepła to narzędzie, które pozwoli Ci oszacować początkowe koszty pomp ciepła. Sprawdź sam!
Współczynnik SCOP
Współczynnik COP często obliczany jest dla danej chwili, ponieważ jego wskazanie ciągle się zmienia. Inaczej jest w przypadku współczynnika SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Informuje on ile prądu zużywa pompa ciepła w stosunku do wyprodukowanego ciepła w ujęciu rocznym. Aby obliczyć współczynnik SCOP pompy ciepła należy wykorzystać ten sam wzór, jednak użyć do niego danych rocznych. Skala wartości sezonowego współczynnika efektywności nie różni się wiele od wartości jakie przyjmuje skala współczynnika COP.
Przykładowy SCOP:
18000 kWh/rok / 4000 kWh/rok = 4,5
Ogrzewanie domu pompą ciepła – kiedy jest efektywne?
Zastosowanie pomp ciepła w ogrzewaniu budynków mieszkalnych jest bardziej efektywne, jeżeli budynek jest odpowiednio dostosowany do wyższych standardów energetycznych. Efektywność pracy pompy ciepła może zostać zwiększona, dzięki zastosowaniu odpowiednich rozwiązań, które realnie wspomagają ogrzewanie domu przy pomocy pomp ciepła.
W nowych budynkach, coraz częściej do ogrzewania domu służy ogrzewanie płaszczyznowe – podłogowe, sufitowe lub ścienne. Ten typ instalacji grzewczej jest często wykorzystywany wraz z pompą ciepła. Ogrzewanie podłogowe – najpopularniejszy typ ogrzewania płaszczyznowego – jak również pozostałe typy ogrzewania płaszczyznowego, należą do systemów niskotemperaturowych. Są one wysoce efektywne – nie potrzebują wysokiej temperatury ogrzewania, dlatego lepiej współpracują z pompą ciepła, która działa w temperaturach od 30 do 60 stopni. Ogrzewanie domu przy pomocy zasilania podłogowego i z zastosowaniem pomp ciepła jest wysoce efektywne. Potrafi ono zapewnić odpowiednią ilość ciepła przy niskiej temperaturze ogrzewania.
Za odpowiednią wysokość klasy efektywności energetycznej budynku odpowiadają również inne parametry. Osiągnięcie odpowiedniej klasy energetycznej wiąże się także z ociepleniem ścian zewnętrznych oraz drzwi i okien. Wszystkie te parametry wiążą się z utrzymywaniem ciepła w budynku, które jest kluczowe dla efektywności pompy ciepła. Utrzymanie odpowiedniego stanu efektywności pompy ciepła wiąże się również z utrzymaniem odpowiedniego stanu technicznego. Szczególną uwagę należy zawrócić na kamień kotłowy w instalacjach CO i CWU.
Na rynku działanie rozpoczyna program Moje Ciepło, dzięki któremu możliwe jest uzyskanie dofinansowania na pompę ciepła. Więcej o programie piszemy w naszym wpisie: „Moje Ciepło – dofinansowanie do pompy ciepła. Ile można trzymać?„
Zużycie energii elektrycznej a pompa ciepła
Zasilanie pompy ciepła odbywa się poprzez energię elektryczną, która jest głównym kosztem eksploatacyjnym instalacji. Sprawność pompy ciepła jest jednak na tyle wysoka, że koszty związane ze zużyciem energii elektrycznej są w pełni rekompensowane. Pompy ciepła z łatwością uzyskują sprawność na poziomie 300% i większym. Dla porównania, sprawność kotłów gazowych wynosi najczęściej ok. 95-105%, a kotłów zasypowych często poniżej 50%. Skala ta obrazuje, że ogrzewania pompą ciepła jest opłacalne, a cała inwestycja jest w stanie zwrócić się po kilku latach.
Ogrzewanie domu przy wykorzystaniu energii odnawialnej może być wysoce efektywne, jeżeli zostanie ono zastosowane w budynku o wyższej klasie energetycznej. Ile kosztuje pompa ciepła? Odpowiadamy na naszym blogu!
